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在机械制造业之中，制造专业的设备与仪器的加工对加工的水平有着重要的作用。可是，事实上我国对很多精密的设备零件并没有自主的知识产权，主要依靠的是进口，这对国内制造业有着极大的限制。对比日本、美国等发达国家，我国在制造技术和加工工艺上有着巨大的差距，正是因为这种机械加工工艺的落后，造成了我国机械加工的效率低下，生产的质量也比较差。
1.2制造加工工艺
当今社会，电子技术和信息技术都由于科技信息的发达而得到了快速的发展。机械制造业也越来越关注科技信息的应用。近几年来，提起中国制造，人们往往把他与假冒伪劣或是质量没保障相联系。产品质量往往是和机械加工工艺相联系的。因此我国应当加大对于新型和高科技技术的加工方法的扩大应用，努力使制造加工水平得到良好的提高。
1.3智能与自动化工艺技术
计算机技术的日益发展，使得制造工业中的自动化的程度得到了充分的提高。发达国家已经基本实现了机械制造工业的自动化与智能化以及集成化产品制造。可是，在我国只有极少数的大型机械加工企业达到了国际的水平，而大部分工厂仍旧是以传统的制造工艺进行生产的。
1.4生产与管理部分
制造工业发达的一些国家对于机械加工的管理都是通过计算机进行远程管理与操控的，相对于我们国家只有极少数的企业应用计算机进行辅的管理之外，剩下的大多数中小型企业依然是处在经验的管理阶段。我国的大部分机械加工企业的管理都是管理水平较低，市场开拓的能力弱，竞争能力低下。
1.5核心技术与开发
自从中国进入世界贸易组织之后，虽然大量对外招商引资，可是在引进先进装备的同时，核心技术却是过不去的一道坎，始终难以把握。根据相关数据说明，对外来技术的依赖性居然高至50%，对于这个比例，发达国家却只有30%以下。国防企业是一定要有自己的核心技术，国防技术的依赖性对于国家的安全性是一个很大的威胁。现在世界格局发生了转变，中国是一个全球性的制造大国。但是因为核心技术的不足以及自主知识产权的缺乏，致使我国的制造加工业处于国际价值链的低端。除去以上分析的几个问题，国家的政治政策与宏观方针，创新能力以及人才的培养方案等等，对我国的机械制造与加工工艺都有着一定的影响。文章从机械加工工艺的流程和优化进行重点分析。
2机械加工工艺的优化研究
为使机械加工更好的适应现代市场的转变，机械加工真要面对一个巨大的改革，而对于机械加工工艺的优化就成了中小型企业的选择。要想要优化加工工艺，需要从以下几点考虑：
2.1了解机械加工工艺发展中出现的问题
对于机械加工工艺中的问题在上文中已有提到，现阶段最主要的问题就是如何提高我们自主创新的能力以及对于核心技术研发的能力和怎样提高我国制造工艺信息化的水平。
2.2优化工艺流程建立在提高效益的基础之上
对引进先进的设施设备注重看待，淘汰掉落后的加工工艺。通过对原材料形状、性能、材质等进行相应的改变与优化，成为更加优良的成品的过程就是加工工艺的优化。新的工艺主要的一点就是要提高生产的效率降低制造的成本。用新进的科技技术，运用新的装备是优化工艺的最有效的路径。对技术人员研发产品过程中的知识产权进行保护，对技术人员的待遇进行合理提高。我国在机械加工上通常是缺少原则的，存在普遍的仿制加工的现象。对于知识产权的维护几近于无，这不仅是损害了发明者的利益，还禁锢了机械制造工艺的发展，大大打击了制造工艺者的创新工艺的积极性。国家应该制定相关政策，打击技术盗用，维护技术人员的利益。
3对于制造工艺成本的优化
主要内容：①对工艺材料进行合理的选择，材料本身的性质，如硬度、性能、可加工性等对于机械制造工艺都有一定的影响；②对于金属材料的切割尽可能减少，这样做不仅节约了时间，同时也减少了原材料的浪费，但是减少的程度与实际加工要进行优化比对，做到综合最佳；③降低加工的难度。因为机械加工工艺的操作与工具的一些限制，有的形状难以加工。因此要尽可能的把难度降到最低，但是还是要做到符合要求。
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1.切割精度高
使用超高压水切割可提供良好的切边品质,所加工物料无裂缝,无毛边,无浮渣,且切口小,切口平整,不产生热效应、加工硬化和应力,切缝可以达到很高的精度。
2.切割范围广
超高压水切割工艺适应性强,切割范围广,既可以切割花岗岩、玻璃、钢材及钛合金等硬质材料,又可切割布料、纸板、皮革等软材料及易变形材料等。
3.切割效率高
水射流切割加工工艺切割的速度快,生产效率高。
4.高度弹性化
从简单到复杂的图形不仅切割速度快而且切割容易。它除可切割直线、斜线、圆弧线外,还可切割地图、各种复杂图形等。
5.操作简单
水射流切割加工不仅操作方式简单,而且程序的编辑也很容易,具有“可切割任何设计或是创意之图
形”的可用性。
6.成本低
水射流切割加工工艺以水为介质,并且零配件的使用寿命很长,这样就可减少停机的时间并降低成本。
7.安全性
水射流切割加工时不会产生灰尘及有毒气体,可提供一个清洁及安全的操作环境,并提供全面的安全设施。
综上所述,与传统的切割工艺相比,水射流切割更具有切缝窄、切口光滑平整、无热变形、无边缝毛刺、切割速度快、效率高、无污染、操作安全方便和成本低等特点。
三、发展现状
1968 年,美国密执安大学教授诺曼·弗兰兹博士首次获得水射流切割技术专利。1971 年,利用该技术对做家具的硬木进行射流切割获得成功,引起了国际关注。80 年代,美国又率先把水磨料射流(AWJ)切割技术推进到了实用阶段,使切割对象更为广泛。高压水射流切割不仅可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料,而且是冷切割工艺,因此材料的物理、机械性能及材质的晶间组织结构不会遭到破坏, 且免除了后序加工。尤其对特种材料, 如钛合金、碳纤维材料等, 其切割效果更无法比拟。目前,已有3 000多套水射流切割设备在数十个国家的几十个行业中应用,可切割500 余种材料,其设备年增长率超过20%。
,水射流发展迅速,、日本国际水射流学会(WJTA)WJTA还组织编写了等书, 使得目前从40德国、瑞士、英国、法国、加拿大、澳大利亚、印度、韩国、新加坡等。
我国的水射流技术起步并不晚,始于50 年代,但主要局限于矿业运用与开发,压力为中高压水平, 直到80 年代才开始引进超高压水射流设备, 仿制与研究相结合, 用于加工航空复合材料及钦板等, 与此同时国内船舶系统也研制开发中高压系统用于清洗、除锈等舰船的修配工作。80年代后期和90年代初国内自行研制成功了超高压水切割系统设备, 并具有自己的特色和优点, 但是在推广应用及进一步改进提高上工作还做得不够, 未能形成美国式的一条龙服务的良性循环。我国目前已有许多单位研制开发过(出)产品及正在研制开发与应用水射流切割技术与设备。
国内的水射流学术活动也较多, 已举办过三届全国喷射技术会议、八届水射流技术讨论会, 而且几乎每届的相关国际会议都有中国学者参加。我国众多学者为水射流技术做了大量工作, 并取得了许多较高水平的成果。在高压水射流切割设备方面, 我国也具备设计与制造实力。某些国产设备的指标已达国际先进水平。我国目前水射流切割技术应用还不很广泛, 并未引起应有的足够重视, 还没有一家汽车厂采用, 这不能不说是一种缺陷, 这也正是其推广与提高的障碍。
水射流切割技术发展趋势可以概括为以下几个方面:
1.主机设计日趋完善。如主机的超高压、大功率化。目前水射流的压力已超过500MPa。主机的超高压、大功率化等研究与开发十分活跃。设计工作压力更高
的、更加稳定的高压系统是当前研究热点之一。如国外的高压部分设计有2个高压发生器。其中一个高压发生器工作,另一个高压发生器备用。2个高压发生器交替工作,可以保证机床连续工作;其完善的自动诊断及保护功能使其运行更安全、维护更加简单方便;机床定位精度高,其直线定位精度为0.1076mm,重复定位精度为0.1050mm;设计了自动调高系统,能够在切割过程中自动调整切割头与工件之间的距离以保证优良的切割品质和防止砂管被撞断;此外如发展为加装多个切割刀头形式,即用一台高压系统,同时带动3- 4个喷嘴同时进行切割;加砂切割头带自动输砂装置;采用高度及碰撞感应器;增加自动化除砂系统等。
2.切割工艺参数不断优化,进一步提高效率,减少磨料消耗和降低能耗,如最佳的磨料量使用可节省成本。储备了工件材料数据库,用户可根据工件材料种类、厚度和加工要求自动变换加工参数,操作者可自行扩展数据库。
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机械加工的工艺系统主要包括机床、工件和工具、夹具。在机械进行切削的过程中，通常会因为夹紧力等作用的影响，使这些工艺系统受到不同程度的影响，进而发生一定程度的变形，进而使已经调整好的处于静态位置的工具发生变化，导致其加工精度降低。为了能够最大限度的保证加工精度，最为有效的方式就是将工艺系统受力变形降至最低。在实践生产中，则主要是利用提高工艺系统的刚度或是降低负荷的变化来解决这一问题。而且，为了能够保证加工质量和生产效率，还需要尽可能的提高加工工艺中的刚度。
3工艺系统几何精度对加工精度的影响
工艺系统几何精度对加工精度的影响主要是从以下几个方面体现出来的：一是加工原理；二是加工过程中的调整；三是机床；四是夹具和刀具等制造方面存在的误差。其中，加工原理导致精度的降低主要是由于在加工工艺中使用了近似的成形运动，然而就是这种近似的成形运动则可以将刀具形状或者机床结构予以简化、使生产效率提高、增加加工精度，而且由于加工方法导致的误差能够符合规定的精度要求，所以在生产实践中，该种方法的应用范围仍然十分广泛。在工艺加工过程中，难免会出现对工艺系统进行调整，以满足生产的需要，但是由于不能完全确定调整是否完全精准，因此，也就很难避免调整误差的出现。由于机床导致的加工精度的降低主要是因为机床在制造和安装，以及运行的过程中不会避免由于磨损带来的误差；夹具等制造产生误差的主要原因是定位元件、分度机构、刀具导向元件以及夹具体的制造误差等、在装配夹具后各个元件之间存在的工作面尺寸误差、使用夹具中工作面磨损导致的误差。
4增强机械加工精度的几点措施
首先，在生产的过程中尽量避免误差的出现；也就是要预防误差，通过减少误差源。较为常用的方式包括：a.误差转移法；b.误差平均法；c.直接减少原始误差；d.尽可能使用先进的加工工艺和设备等。然而，通过不断的实践证实，在精度要求被不断提高后，在使用原有的方式或是新的方式来提高加工精度的陈本也是会随着提高的。其次，加强对科技力度的投入；在针对各个环节经常出现的，以及难以避免的影响加工精度的因素而言，可以考虑在资金允许的前提下，适当增加科技研发资金的投入，主要是针对这些容易出现误差的环节进行新工艺、新方式的研发，来努力提高加工精度。再次，减少原始误差；在条件允许的前提下，尽可能提高机床的几何精度，提高量具、刀具等的制作精度，在多方面来提高加工精度。然而，针对原始误差，还需要具体问题具体分析。需要进行有效分析来通过适当的手段解决产生的原始误差，进而提高加工精度。而针对那些精密的零件，在加工的过程中也应该使用高精密仪器和设备进行加工。
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前言
在市场经济快速发展的今天，企业若想在激烈的市场中占据一席之地，提高市场竞争力，那么必须要从产品性价比上下工夫，即用最少的经济投入，生产出高质量的产品。在以往的机械加工产业领域内，多数的企业都是将企业的产能定为企业的发展战略目标，以销量赢得市场。但是在知识经济时代，技术成为了标榜生产力的第一要素，抓好机械设计加工的技术含量，促使高质量、低成本的产品形成是市场经济时代企业获得发展的关键。在机械设计加工过程中虽然影响产品性价比的因素有很多种，但最主要的还是和设计有关联的产品材料及一些机械加工的标准化运用等因素。本文就这些影响机械设计加工的因素进行了浅显的分析。
一、机械设计加工中如何选用材料
（一）应对基础需求进行满足
1.运用性能方面的需求，运用性能是指产品原材料如何在使用中合理的应用，这是在挑选材料时应该首先考虑的。不一样的零部件对产品的运用性能的要求是不一样的。一些零部件要求材料的强度高，一些要求材料有耐磨的特性，另外一些特殊的零部件对运用性能没有硬性要求，只要求外表美。所以，在挑选材料的时候，对零部件所需要的运用性能进行精确的判定就显得尤为重要了。
2.要求工艺性，工艺性是指原材料能够满足各种工艺需求，也就是说原材料既能制作出成品，并且质量方面也要有所保障。第一，热加工特性主要是指铸造特性、锻造特性、焊接特性和对热量的处理特性。第二，金属的削切性能对刀的耐用程度通常在60min，用专业术语表现出来就是V60，它的值越高，则说明金属的切割性能越优良。
（二）选择机械零部件的诀窍
1.产品寿命成本将对挑选材料产生影响，在实际工程中，在产品性能得到保障的同时，尽可能地挑选造价比较实惠的原材料，可以减少产品的成本；与此同时，有些原材料虽然成本比较高，但它们的性能非常优越，基于其产品寿命周期长、修理费用低等优势，反而可以节约成本。
2.选择制作产品的方式是零部件选择的又一个关键因素也就是说，应该将设计结构、挑选原材料及科学的加工结合起来。挑选原材料的时候不但要考虑零部件单独加工的成本，对于整体成本也应进行管控。
二、按标准流程操作可以使成本减少
（一）零部件是组成机器的基础因素。按照标准流程操作显得十分重要。按照标准流程操作，就是通过对零部件的大小、整体结构、原材料的使用特性、绘图需求等等，设定一个标准。它的优良特性表现为：
1.采用先进工艺批量制造零部件，提升质量的同时减少成本。
2.对零部件的使用性能进行统一，延长其使用寿命。
3.按照标准制作出来的零部件可以使设计简单化，提高零部件的使用效率
（二）按标准流程进行操作可以使成本减少，市场是不断变化的，如何满足市场的需求，是每个企业应该思考的问题，不断精益求精，使产品质量得到提高，将能源消耗降到最低，是企业占据市场份额、提升品牌影响力的关键。要实现上述目标，企业就要按标准流程进行操作，严格化产品设计，才能促进企业的新陈代谢。
三、剂的特征和使用
要使零部件达到预先设定好的形状、大小和质量，就要对零部件进行削切、打磨、成型加工等等，剂是金属在加工中所使用的冷却材料。
（一）剂对技术方面的要求
基于加工工艺的需求，剂要有以下性能；
1.要能够冷却金属，在金属的削切工作中，损耗的能量大多数都转换成了削切热量，它会损毁道具，而且成品容易被烧坏或者铸造出来的金属成品色泽会变暗，从而使产品精确度不够，质量提高更谈不上了。所以，剂要能降低摩擦频率以此让热量减少。另外，通过削切液的热传递和气体化等特性让产品不受高温所害。
2.要能够对产品进行，刀具在切割金属的时候，削切力的作用力是非常大的，剂优良的性能能够使刀的表面和切下来的碎屑、刀后面的表面和金属表面的摩擦减少，起到很好的作用。从而使功率损耗减少，使刀的生命周期得以延长，从而使打磨出来的产品光滑。
3.要能够对产品进行清洗，产品在削切的工作中，油渍、微小的细屑、粉末和沙砾经常粘附在刀或者金属上，事后很难清理，从而使加工质量受到影响，刀和砂轮的使用周期也会缩短，最重要的是对机床的精确度也会产生影响。所以，剂必须对上述杂质进行合理有效的清理，对于粘附在机床等工具上的细屑要及时进行清除，冲走容易使机器和工具生锈的“有害物质”。
4.要有预防锈蚀的能力，水基型的剂多数部分都由水组成（水成分占到了百分之八十到百分之九十八），使锈蚀的几率大大增加。其中的一些添加剂可以锈蚀金属；因此，剂防止锈蚀的作用是必不可少的，它会使产品在加工中和加工之后的一段时间里不会因锈蚀的出现，影响质量和操作。
（二）如何挑选剂
对剂进行挑选，要符合产品对工艺方面的需求。选择纯粹用油的剂或者能够溶于水中的剂，要对这两方面的剂进行准确的判定。一般情况下，机床提供商的举荐我们可以考虑采纳；另外，可以依据我们平时工作中的经验对剂进行挑选，比如说运用高速度的刀进行较低速度的切割时，纯粹用油的剂就比较适合。剂的种类很多，需要结合具体加工情况进行合理选择适合的类型和品牌。在选择的过程中需要结合零部件加工生产的工艺流程、金属材料类型、零部件加工精密度要求以及相关性能来综合考虑，确定选择纯油性还是水溶性剂，一般使用高速钢刀具进行低速切削时可以使用纯油性剂，使用硬质合金刀具进行高速切削操作时可以使用水溶性剂，在切削液难以有效到达切削区域的情况下，可以使用纯油性金属切削液。
四、总结
综上所述，在市场经济体制的大环境下，为使企业的发展适应生产力的需要，拥有先进工艺的机械产品层出不穷且种类繁多。在机械设计之中，挑选材料并按照标准化流程进行作业，是企业的首选，必须将这样的认识提升到一个崭新的层面。在机械运用的过程中，减少杂质提高油的使用效率，显得至关重要。企业应做的努力就是：降低成本，提高利润。现在的市场看重的是产品的质量，只有内部严格要求，外部通力合作，将提高产品质量和企业的经济效益放在首位，从而使企业的社会效益也相应地得到提升。材料的选择看似不起眼，但要真正做起来却是没有那么容易，从原材料的供货渠道到它们的基本特性，这些企业都要进行充分的了解；按标准化流程作业也在企业里时常提起，俗话说“无规矩不成方圆”，标准化流程提出的要求得到满足的话，企业自然会蒸蒸日上；同时，剂的作用也是巨大的，一个性能良好的剂赛过了“千军万马”。本文从以上三点对机械设计工作中的问题进行了阐述，希望对企业有所帮助。
参考文献：
[1]王杰,程明远,李士晓等.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技信息,2011,(11):96-97.
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(一)基本内涵
一体化教学模式是指将专业课的理论教学与实践教学有机结合，它力求改变传统的教学模式，重新整合各种教学资源，突出能力本位的技术技能型人才培养目标。在整个教学环节中，理论教学和实践教学交叉进行，抽象理解和直观演示轮流出现，没有固定的先实践后理论或先理论后实践，由师生双方共同围绕项目任务，进行边教、边学、边做来完成某一具体工作任务，依任务需要来进行理论知识和实践技能的学习。这种教学模式突出了“教师主导和学生主体参与”的教育思想，做到了“教室车间合一、教师师傅合一、学生学徒合一”的三个合一，体现了中等职业教育的实践性、开放性、实用性。
(二)优势
1．该教学模式以综合职业能力作为培养目标，学生可以比较全面系统地获得专业能力、方法能力和社会能力，毕业后的岗位适应能力很强。2．解决了理论与实践脱节的问题，减少理论课与实习课之间知识的重复，增强教学的直观性，有助于教学质量的提高。3．能推动专业课教师在课程改革、一体化课程教学、教材编写等方面的能力提高。4．有利于师资、教学设备、多媒体资源等教学资源的合理配置与优化组合。
三、一体化教学模式的改革实践
一体化教学模式改革要想在中职学校顺利进行，并取得理想的育人效果，首先要有学校管理层的高度重视和强力推进，然后还要有专业课教师对该模式的认可与高效执行力，以及一体化教材、一体化教学场地、一体化教学评价等配套条件的及时跟进。笔者所在学校机械加工技术专业得益于国家中职示范校建设，从师资力量和实训设备等实施条件较好的专业核心课中，选定了“车工工艺与技能训练”、“数控车工床编程与操作”、“极限配合与技术测量”和“机械制图”4门课程作为试点，在一体化教学模式改革方面积极实践并取得一定成效。现仅从以下3个方面以介绍。
(一)打造“业务精良、技术精湛”的一体化教学团队
由于一体化的教学特点，教师既要讲授理论知识又要讲授实践知识，这就要求教师既要精通本专业的理论知识。又要能够熟练掌握实践操作技巧，尤其是碰到一些问题的解决需要理论与实践巧妙地结合，这就需要能将专业理论与实践融会贯通的“双师型”教师。在“双师型”教师培养上，我们采取了以下措施:1．更新教育理念。通过“一体化课程改革教学资源网”学习一体化课程开发技术规程、一二批试点学校一体化课改经验，研读赵志群教授的《职业教育工学结合一体化课程开发指南》等与一体化教学有关理论论述，［1］从教学理念上提升专业课教师的认知。另外，从北京工贸技师学院聘请专家进行专业讲座，并对教师一体化教学设计做针对性指导，教师的一体化实施能力大幅提高。2．提升专业技能。结合中职学校教师“国培项目”和“青年教师企业实践项目”，专业组派出4名骨干教师参加培训。利用寒暑假，与校企合作企业实施了专业教师下企业实践活动。通过企业实践，了解企业生产组织方式、工艺流程、产业发展趋势;熟悉企业相关岗位职责、操作规范、用人标准及管理制度;学习所教专业在生产中的新知识、新技能、新工艺、新方法，增进对企业生产和产业发展的了解。此外，合作企业北京数码大方科技股份有限公司(CAXA)选派公司技术骨干，在校内PLM体验中心对全体专业教师进行软件使用培训，感受了PLM体验中心在数控课一体化实训教学中的应用，同时，对自治区大赛指导教师专门进行技能提升培训。对于没有取得技能证的教师，通过与在校生一起培训考取了数控车工技能证书。部分教师还参与了“引企入校”企业技术服务。
(二)编写“理实结合、必需够用”的一体化教材
教学模式改革最终要以教材为载体进行体现和传播。一体化教学要求教材既能体现实践操作的技术要领，又要能深入浅出地展示出蕴含在其中的道理，便于中职层面的学生阅读和理解。目前，由劳动和社会保障出版社组织一体化课程改革专家、试点院校骨干教师编辑出版的系列一体化教材《零件普通车床加工》理念非常先进，也很适合一体化教学。［2］但由于笔者所在学校使用的机床设备、操作系统、刀具和毛坯材料等实际条件所限，无法选用该教材。因此，编写一套符合自己学校实际的校本教材非常重要。专业组通过企业调研确定机械加工技术专业人才培养目标，参照中级车工、中级数控车工国家职业标准开发核心课程标准，请专家审核课程标准。成立教材编写小组，确立编写主体思路。根据课程标准，确立“车工一体化教程”、“数控车工一体化教程”、“机械制图”和“极限配合与技术测量”4本教材的项目名称及工作任务，企业专家审核教材任务的合理性后，聘请出版社编辑进行教材编写培训，编写样章，编委会讨论确定编写体例后，分工编写形成初稿，选定实验班试用。通过教学实施反馈，对不合理之处再次进行局部修改直至最终定稿。由于教材符合学生认知规律，适合学校的教学条件，使用效果非常好。
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机械零件材料的选择对于产品周期、生产成本等方面影响较大，有些产品零件在选择材料时候，保证性能的前提下选用相对廉价的材料，但是使用周期缩短，有些材料成本较高，但是质量更优，使用周期长、维修费用低、节能效果更好，经济性反而提高。因此，在材料的选择上要结合产品实际使用的具体情况，进行全面综合研究，选取性价比最高的材料。实际生产中，材料的选择还要兼顾到制造与生产工艺，结合加工生产方式进行综合考虑，既要核算不同材料加工成本，还要考虑到与此相关联的全部工序成本，选取最为科学的材料。并形成科学有序的材料选择论证分析报告。[1]
二、有效提高机械设计标准化水平
1、机械零件是机器的基本组成要素，对于机械零件设计工作来说，标准化的作用是非常重要的。所谓零件的标准化，就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等，制定出各式各样的大家共同遵守的标准。
2、搞好设计阶段的标准化工作是降低产品成本的重要途径。在市场经济体制下，生产厂家根据市场的需求变化，不断更新产品品种，提高产品质量，降低物资消耗，提高经济效益。要达到这些目的，都离不开标准化，必须用标准化手段，从严把好产品设计这一关，才能使企业在市场竞争中求得生存和发展，加快新产品开发。
三、兼顾到机加工件表面层物理力学性能因素
在机械零部件加工生产的过程中，切削力和切削热能够对零部件表面物理力学性能产生影响。首先是表面层金相组织发生变化。磨削加工导致工作部位温度升高导致表面层金相组织发生变化，过硬的砂轮会引发切削堵塞，建议使用软砂轮，还要通过同时加大工件速度以及砂轮速度的方式避免工件表面温度过高，辅之以高压大流量冷却液的方式，提高降温效果以及消除砂轮切屑堵塞现象。另外，零部件表面层残余应力也要引起注意，在对零部件材料进行切削过程中，其表面组织因为出现了形状或者组织上的变化，表层和基体衔接处因相互平衡作用出现弹性应力，主要为冷塑性变形、热塑性变形、金相组织变化等方面因素导致。
四、剂的特性及应用
为了使工件得到所期望的几何形状、尺寸精度和表面质量，需要对工件进行切削、研磨、冲压、轧制和拉拔等，金属加工剂是金属在加工工艺过程中所使用的冷却材料。
1、剂的作用和技术要求
我们使用的金属切屑剂的主要目的是：（1）延长刀具的使用寿命；（2）保证和提高工件的加工尺寸精度；（3）改善工件表面的光洁度；（4）及时排除金属屑，确保切削过程顺利进行；（5）及时带走切屑热，迅速均匀冷却刀具和工件等；（6）防止机床和工件产生腐蚀和锈蚀；（7）提高切削加工效率，降低成本。为实现上述目的，要求金属切屑剂必须具备以下几方面主要性能：
1.1冷却性能
在金属切削加工过程中，所消耗的能量，绝大部分（90%以上）都转变成切削热，它不但使刀具容易磨损，而且使工件容易产生局部烧伤或发暗，影响工件表面的加工精度及加工质量。因此，要求金属切削剂能够通过减轻摩擦来减少热量的产生。二是通过切削液的热传导、对流和汽化进行散热。
1.2性能
刀具在切削工件的瞬间，通常承受着极大的切削力作用，金属切削剂良好的性可以减小刀具前刀面与切屑、后刀面与工件表面之间或砂轮与材料间的摩擦与磨损，降低摩擦系数，防止刀具与切屑或工件间的粘着。减少功率消耗，延长刀具的使用寿命，从而使工件获得良好的表面光洁度；更重要的是减少切削过程中产生积屑瘤的机会。[2]
1.3清洗性能
金属在切削（或磨削）过程中，油污、细小的切屑、金属粉末和砂轮砂粒等互相粘结，并粘附在工件、刀具和机床上，影响工件的加工质量，降低刀具和砂轮的使用寿命，影响机床的精度。因此，金属切削剂应具有良好的清洗作用，减少细小的切屑及金属粉末等的粘结以利清洗，同时迅速将细小的切屑及金属粉末等及时冲走。
1.4防锈性能
水基型金属切削剂在使用过程中大部分是水（约占80%―98%），为锈蚀的产生提供了有利的环境，其中某些表面活性剂往往会加剧金属的锈蚀；所以要求水基型金属切削剂必须具备一定的防锈性能，使工件在加工过程中和加工后的短时间内不产生锈蚀。[3]
2、金属切削剂的选择
选择金属切削剂，首先要根据切削加工的工艺条件及要求，初步判断选取纯油性或水溶性切削剂。通常我们可以根据机床供应商的推荐来选择；其次，还可以根据常规经验进行选取，如使用高速钢刀具进行低速切削时，通常采用纯油性，使用硬质合金刀具进行高速切削时，通常可以采用水溶性；对于供液困难或切削液不易达到切削区时采用纯油性金属切削液（如攻丝、内孔拉削等），其他情况下通常可采用水溶性金属切削液等。
由于机械设备在运行过程中，受载荷以及零件加工精度等方面的影响，摩擦和磨损是不可避免的。随着机械设备的工作条件日益苛刻，或工作强度的提高，对剂性能的要求也越来越高，同时，往往要求一种剂要具有多种功能。实践表明，剂在减小机械磨损，延长机械使用寿命方面起着十分关键的作用。
参考文献：
篇7
前言
机械加工和热处理是机械制造业中的关键工艺环节,同时也是改善零件加工质量、提高生产效率的重要手段。随着各类机械装备性能的提高,制造出符合设计要求、用户满意、具有较高几何精度、性能可靠的产品是机械制造企业的目标。在制造高精度、高性能产品的背后必须有高的工艺制造水平和能力来保证。
一、重视预先热处理
为保证零件的切削性能,加工精度和减少变形,提高零件的内在质量和表面尺寸稳定,预先热处理是极重要的一环。各种材料的最佳切削性能都对应有一定的硬度范围和金相组织。亚共析钢经正火得到片状珠光体组织;过共析钢退火得到粒状珠光体组织。此时,它们的晶粒细小,均匀的组织,不仅改善了切削性能,提高了机械加工精度,而且为最终实现热处理(淬火+回火),保证获得良好的组织和性能做好准备。对于高合金钢中的过共析钢及莱氏体钢,预先热处理退火十分重要,我们在分析模具、齿轮、轧辊等零件淬火后开裂,其原因,除了最终热处理的问题外,预热处理及锻造欠妥也是主要因素。机械加工技术人员对零件的整个过程中内在质量的情况,要做到心中有数。
二、热处理工艺在机加工工艺中的合理安排
对于有效厚度超过30mm的调质件,调质工序安排在中间最理想,由于坯件先进行粗加工毛坯的氧化脱碳层被切除,工件表面光洁,保证淬火后有足够高而且均匀的硬度,不易产生软点,软块,综合机械性能比毛坯调质的高,尤其对于淬透性较差的钢,这样安排可保留较厚的脱碳层。另外,对于零件最终必须要有尖角及过渡骤变处,可采用先粗加工成圆角,留余量后进行中间调质,最后再精加工成型。中间调质的零件,单面所留得加工余量视零件的大小和形状而定,一般留1.5-2mm即可。一般零件热处理后不需校准。细长件和扁平件变形较大,可用压力机校准或回火时采用定型夹具校准。对于必须最终热处理或仅留磨削余量的高硬度零件可通过摸索、掌握热处理的变形规律,采用改变热处理前的公差方法(收紧或移位),来保证热处理后零件精度达到图纸要求。由于零件内部的应力分布比较复杂,零件的几何形状也各不相同,热处理后应力重新分布,特别是在淬火时产生较大的组织应力和热应力,因此变形规律是很复杂的,但对于成批生产的零件,冷热加工工艺都确定后,变形规律还是可以掌握的。另外,在机加工工序中穿插1-2道消除应力的回火,对减少最终热处理的变形,效果也很显著。工程技术人员在制定机械加工工艺和热处理工艺时,应通过对零件材料的选择、工艺参数的设计、实际加工效果及经济性建立工艺档案,并在此基础上,不断完善、提高,使机加工和热处理的工艺路线安排的更为合理。目前,微机已广泛应用于机械设计、加工和热处理生产过程,我们已有条件对各类零件的材料选择、机加工和热处理工艺参数及相关系编制软件,并建立数据库,这样可免去技术人员去查阅大量手册的繁重劳动,缩短了工艺编制时间使选择的材料及工艺参数具有较好的适用性和经济性,这也是机加工技术人员的努力方向。
三、机械加工与热处理的关系
1、切削加工与热处理。切削加工时工件的硬度应符合效率原则,硬度过高,则加工困难、刀具磨损严重、粗糙度高;硬度过低,则发生粘刀现象,易产生切削瘤同样增加刀具的磨损并划伤工件表面。因此,应把硬度控制在170～210HB左右,以利于加工。影响加工性能除了硬度外,还有金属件内部组织。对高碳钢(w(C)≥0.6%)而言,得到碳化物呈球化且均匀分布的组织比片状珠光体切削加工性能好;对低碳钢(w(C)≤0.25%)而言,退火钢中含有大量铁素体、切屑易粘刀、表面粗糙度差、使用寿命低,可采用正火工艺使钢切削性能得到改善;对中碳钢(w(C)=0.25%～0.6%)而言,含碳量偏下限的宜采采用正火工艺,含碳量偏上限的应采用调质工艺,这样可获得低的表面粗糙度和好的切削加工性。
2、机加工与热处理。机加工工艺对热处理的影响很大,改变某些机加工工艺将给热处理带来很大的方便,如硬度300～400HB的车轮采用调质工艺就比中频淬火方便且成本较低。齿轮经渗碳淬火后,公法线长度会涨大,冷加工时把公法线控制在中、下差,以便热处理后公法线在公差范围内。因此,热处理前公法线长度公差应在冷加工和热处理之间应合理分配(一般可取4∶6)。编制机加工工序与热处理的加工路线时,考虑到感应加热淬火产品在热处理前多数已基本成形,对容易开裂产品应调整工序,以避免开裂, 如支撑辊的中频淬火、齿圈渗碳淬火等。
四、机械加工中热处理配合问题的处理
1、大型齿轮渗碳淬火变形的处理。1）型齿轮经渗碳淬火后,变形较大的是外径(齿顶圆直径)、公法线长度、斜齿轮的螺旋角。齿轮外径呈明显膨胀趋势,且与装卡方式有关。若是单件齿轮淬火,则呈现两端面外径膨胀大、中间外径膨胀小的特征;若是重叠挂装,则呈现最上层、最下层端面外径膨胀大、中间外径膨胀小的特征。2）严格按热处理工艺操作,大型齿轮渗碳后不采用直接淬火工艺,以免增大变形,造成内部金相组织的不合格,多数采用快速炉冷或在缓冷坑中冷却留足加工余量(包括变形余量和磨削量),对公法线长度余量应经反复测试后来确定。齿轴在渗碳前轴径方向应留有大于1.5倍渗碳层深度的加工余量,渗碳后用齿节圆作基准面,加工去掉轴径等不要求淬硬的渗碳层,然后再进行淬火。
2、大型齿轮渗碳淬火开裂的处理。1）工件应避免尖角和严重厚薄不均。尖角处易过热,加热和淬火时应力大、极易开裂,因此应改为圆角或倒角。2）对结构形状复杂、易变形和淬裂的零件可选用合适的合金钢;对形状复杂、但硬度要求不高的结构零件可选用含碳量较低的材料。含碳量高,变形和开裂的倾向大,如齿部采用感应加热的齿轮材料尽量不用感应淬火开裂倾向大的42CrMo材料,宜改用35CrMo。3）技术条件应根据零件的工作条件及损坏形式来制订,例如拉矫机工作辊(材料为9CrMo,尺寸为580mm×1526mm)按原工艺(调质+中频淬火)制造的辊子装机使用后,仅使用了七天就磨损报废了。经过现场分析,发现辊子主要受到磨擦磨损和磨粒磨损,同时工作时辊面温度达到300℃左右,从而使辊面硬度下降,导致辊面磨损增加。辊面采用超音速热喷涂后,装机使用了2个月才磨损,寿命提高了3倍。又如渗碳齿轮的预先热处理采用调质工艺的调质硬度控制在170～230HB为宜;对需要表面强化(高频淬火、氮化)工件,不能为了满足切削加工性能而采用降低调质硬度的方法。
四、结束语
合理解决制造工艺中机械加工与热处理之间配合的矛盾,并使其有机结合是机械制造企业提升制造能力的有效途径之一。
参考文献：
[1]雷廷权,傅家骐.热处理工艺方法300种(修订版).北京:机械工业出版社,1993
[2]史冬梅.LY12合金尺寸稳定化处理的研究.[硕士论文].哈尔滨
篇8
本人多年从事数控编程与操作课程的教学工作，在这个过程中了解到数控实践教学存在着若干问题：
1.学生人均实际操作时间相对较少
由于数控实习设备价位相对来说比较高， 一般职业院校购置数控设备的台套数有限，而学校在校的实习学生数量相对较大，因此不能保证学生的人均实践操作时间。[1]
2.学生实习的内容与生产实际严重脱节
与生产实际相脱节的原因有多个方面，首先，在数控机床的操作过程中，由于教学时间有限，指导教师多以指导学生的基本操作为主，而理论、实践技能训练的内容偏少，与实际生产衔接不够;其次，学生使用的毛坯材料和刀具与实际生产有差距。由于用于加工生产的毛坯原材料价格比较昂贵，加之学生多以练习为主，不进行实际工件的加工，大部分材料都是浪费，所以车间用于学生练习的毛坯一般是价格相对便宜。从另一个方面考虑，就是在实习过程中选择了比较好的材料，由于学生对加工工艺认识的相对缺乏，刀具必定会被频繁的打坏，而更换刀具的价格也是不菲的。
3.机械加工工艺知识面窄，给数控实践教学带来了极大的困难
学生数控知识面培养不够，并且经历实践操作环节很少，对设备安全和学生人身安全存在的危险问题考虑不到，也影响了数控实践教学的顺利进行。[2]
4.由于设备少、资金紧张等多方面原因，数控实践教学多以演示性和验证性实验为主，只注重对理论知识的验证和实际零件加工的演示，学生无需或很少动手，学习效果较差。
5.数控实践教学不能充分利用课堂时间
由于数控技术专业实践性强、职业能力要求高，要求教师既能从事理论教学又能承担实践教学，具有较强的动手能力和解决生产一线有关技术问题的能力，能在生产现场动手示范，指导学生掌握生产技能，因此担任这门课程的一般为“双师型”教师。但这样也存在着弊端，一个教师在数控机床前面指导的学生是有限的，不可能将整个班级的学生都拉到机床前面教学，所以就要分组进行，最多十个学生一组，这样势必就会有许多空余时间不能充分利用。
针对上述在数控实践教学中存在的问题，对高校数控实践教学的培养目标、组织实施方式和实践教学内容等教学环节进行改革，势在必行。本人认为应该从不同层次认识数控实践教学，从而在教学条件有限的情况下提高“数控编程与操作”课程的实践操作性。
二、问题的解决
1.揭掉“数控”的神秘面纱。
一般人提起数控总感觉数控很神秘，经过这几年的数控教学，我的认识是数控并不神秘，其实所谓的“数控”也就是机械加工，再进一步说就是无人值守的全自动的机械加工过程。因此既然是机械加工，所以学习数控最主要的是学习机械加工工艺，而工艺知识正是我们学生最缺乏的。因为机械工艺知识的获取不单单是靠教师对工艺知识的理论讲解，更重要的是在实际加工过程中积累工艺经验，只有在实际加工中经历了解决问题的过程，工艺知识才会有积累。
2.进行数控实践操作必须具有的知识基础。
实践教学一般包括实验、实习和实训，而数控实践教学实质是实习加实训。在进行数控实践操作之前学生必须完成一定程度的专业基础实习，专业基础实习主要是进行金工实习。通过金工实习，要求学生掌握常用机械加工方法以及车床、铣床、钻床、磨床的加工工艺特点，机械加工工艺方法和工艺参数选择。
学生在掌握了金工实习所要求的技能的基础上，再进行数控机床的实际操作，可以对比学习，相对来说就比较简单了，而且很多机械加工工艺的知识对数控加工也是通用的。
3.综合利用数控仿真软件完成数控实践教学
首先利用数控仿真软件在虚拟加工的软件环境中让每个学生得到充分的训练，然后在真实的生产设备上进行加工，这样既获得了较好的教学效果，而且也为学校节省了大量加工材料和刀具材料等不必要的浪费。[3]
4.重新设计数控实践教学的考核
对实践教学的考核，是实施实践教学体系过程中的重要环节。考试对于学生来说是一种压力，同时也是一种动力，只有通过考核，才能检验学生的掌握程度，对于数控的实践教学来说也是如此。学校考核数控实践教学的教学效果主要是考核学生对理论知识的掌握和职业技能的初步操作程度，在考核过程中应制定评分细则，全方位加以考评。但是由于时间和机床有限的原因，全方位考评在学校实施起来是比较困难的。社会的考核主要是让学生参加相应职业岗位技术等级考核。
对于数控实践教学来说，重点内容是让学生掌握数控机床的手动操作方法，对于自动加工，只要学生编写程序没有错误，只要按下 “循环启动”按键，让程序自动运行便可以了。而手动操作数控机床主要是建立工件坐标系的操作，也就是“对刀”操作。所以学校考核只要进行“对刀”手动操作的考试便可以了。如表1所示是本人从事数控实践操作过程中定制的数控手动操作的评分标准。
三、总结
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轴类零件的毛坯和材料
1 轴类零件的毛坯
根据轴类零件的生产类型、使用要求、生产设备以及零件的结构形状的不同，一般在加工零件时选用锻件、棒料等原材料。对于在零件长度方向上零件的外圆直径相差不大时，一般以棒料为主；而对于沿长度方向外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件。这样选材加工，既可以节约材料又能减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
2 轴类零件的材料
在轴类零件的加工时，应根据不同的加工生产条件和零件的使用要求选用不同的材料，并按着零件的性能采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以保证零件达到一定的强度、韧性和耐磨性。
轴类零件加工工艺特点
研究发现，轴类零件常用的加工方法是车削和磨削等。如果对某一零件的表面精度要求特别高时，还应增加对零件的光整加工工序。一般轴类零件的加工工艺如下。
1 轴类零件的准备工作
一般轴类零件的准备工作有校直、切断、切端面和钻中心孔等。在中心孔的钻取时应注意，应保证零件两端面的中心孔有足够大的尺寸以及准确的锥角。因为端面上的中心孔在零件的整个加工过程中，需要承受零件的重量以及切削力。因此，如果在轴类零件加工时，零件尺寸过小，将会使得端面的中心孔和顶尖受力比较大，从而使得零件的损坏。同时，确保轴类零件在加工时，两端中心孔应在同一轴心线上。
2 轴类零部件定位基准的选择
一般情况下，在轴类零件加工时，采用零件两端的中心孔作为定位加工打磨。在加工零件的外圆时，为了定位的准确无误，要先加工轴的两端面和钻中心孔。此外，轴类零件的各外圆、锥孔、螺纹等表面的设计基准，一般都是轴的中心线，以中心孔为加工轴类零件的基准，使得轴类零件的精度提高，并且使得加工操作简便，所以此方法得到了普遍的应用。
3 外圆及细长轴的车削加工
在轴类零件的加工工艺中，外圆车削是机械加工中最广泛的加工方法。其工艺范围可以划分为荒车、粗车、半精车、精车等加工阶段。同时，主要根据零件的毛坯制造精度和工件最终的精度，选择合适的加工方法。
轴类零件加工的定位基准和装夹
1 以工件的中心孔定位
在轴的加工工艺中，零件各外圆表面、锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度的设计基准一般都是轴类零件两端面的中心线。若用两中心孔定位，符合轴类零件加工基准重合的原则。加工经验表明，中心孔定位不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。
2 以外圆和中心孔作为定位基准
虽然用轴的两端面中心孔定位定心精度高，但是零件的刚性较差，尤其是加工较重的工件时零件固定不够稳固，且切削用量也不能太大。因此，在轴类零件粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴类零件的外表面和一端面的中心孔作为加工零件的定位。采用这种定位方法，可以使零件在加工时能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。
3 轴类零件机械加工工艺过程
一般轴类零件的加工工艺过程大致可划分3个加工步骤，首先零件原材料的粗加工（铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆），然后是零件的半精加工（钻通孔、半精车外圆、车锥面、锥孔、钻大头端面各孔、精车外圆），最后是零件的精加工（粗、精磨外圆、锥面、锥孔）。
同时，在机械零件加工工序时，需要在上述三个步骤中间插入必要的热处理工序，一般零件的加工工序按着以下顺序进行：外圆表面粗加工外圆表面半精加工调质钻通孔车锥孔粗加工外圆表面精加工淬火回火（最终热处理）粗磨雌孔精加工（以精加工外圆面定位）。
提高轴类零件车削外圆生产率的措施
1 在轴类零件加工时，尽量选择新材料刀具，因其具有耐磨性、硬度高和热稳定性好的优点。
2 为了发挥硬质合金的优点，宜选用多角形可转位车刀，自动机夹式车刀等，缩短了打磨刀具和更换刀具的额外时间。
3 采用多刀刃切削，在同一次加工时同时车削几个不同的零件外圆表面，这样缩短机动时间和辅助时间，很大程度提高了生产效率。
篇10
1机械设计加工问题
1．1性价比低
性价比是消费者购买机械产品时候重要参考因素。消费者一方面需要买适用的，另一方面要求价格低，这两方面是所有消费者考虑的因素，现在机械产品需求量很大，但机械类企业之间存在激烈竞争，由于很多因素，促使消费者购买的机械产品性价比不适应。随着各个领域对机械产品需求量的不断攀升，机械生产企业之间的竞争也在不断加剧，而消费者在购买机械产品的时候，偏向于产品本身的性价比。但是在产品性能方面，因为设计加工损耗较多、设计加工质量差、加工工艺落后等原因，直接影响到机械设计产品的性能。在价格方面，因为加工方案不满足实际要求、加工存在误差，所以，也容易增加机械设计的加工成本。两个方面的原因叠加，就使得产品的性价比无法满足市场的发展要求。市场是企业发展的杠杆，对企业进行有效的调节，企业要发展必须遵守市场规律。机械产品必须符合市场发展需要，改变生产技术，完善加工流程，生产出性价比合理的产品，这样的机械类企业才能可持续发展，符合社会发展规律。
1．2质量不达标
现在机械类企业竞争激烈，客户在追求性价比，有很多企业生产出来的产品质量不达标，促使机械零件的损耗，使用年限都降低，还容易出现机械故障。质量达标是机械产品的基本要求，企业要长期发展，生产的产品必须合格是前提，在创新的去研发，科学的去管理，逐步完善生产工艺，促使机械产品合格，符合机械企业需要。
1．3精度较低
精度是机械产品重要性能指标，精度较低证明产品在生产过程中误差比较大，精度低的产品是产品质量不达标的表现形式，每种机械产品对精度都有一定要求，但是机械产品精度越高，证明机械产品性能越好，现在很多企业对机械产品都有更高的要求，对精度有明确要求，促使机械制造企业，要完善工艺流程，提高产品精度，提高产品质量，这是企业的发展要求，也是社会发展对机械制造企业提出的新要求。
2机械加工设计优化策略
2．1机械材料需满足性能要求
(1)材料选择的要求机械产品加工对材料选择有严格要求，首先材料应该满足性能要求，每种产品生产材料都有一定性能，同一个材料，不同型号性能不同，在机械产品生产过程中，要严格按产品设计说明进行材料选择，这样才能满足产品性能要求，性能是产品质量保障关键因素。其次材料设计需要满足工艺性能要求，没种机械零件对工艺有一定要求，工艺性也促使产品的外观符合企业需要，工艺性是产品重要质量指标，直接影响产品性能。最后材料设计需要满足经济性能，产品价格也是阻碍产品销售的主要因素，消费者希望物美价廉，但在实际过程中，主要以性价比作为参考，根据企业需要，选择性价比高的产品，在产品生产过程中，机械加工也要考虑成本，要符合性价比，促使产品能更好的销售。(2)材料选择的方法材料选择过程中，要考虑很多因素，目的就是提高性价比，符合企业发展需要。材料选择会对产品寿命周期成本产生影响。在选择材料时，满足性能前提下，尽量选择价格低廉的材料，这样可以缩短产品的寿命周期。有些材料虽然成本高，但是其性能良好，可以满足机械产品质量以及延长产品寿命的要求，进而降低后期的维护费用，提高经济效益。所以，材料选择应该考虑性价比，同时综合的考虑维修、成本、市场等诸多因素。材料选择是一项复杂过程，要充分考虑多种因素，根据企业发展实际需要，选择合理的材料，促使企业健康发展。
2．2机械加工表面物理力学性能因素需要合理统筹设计
机加工表面物理力学性能因素需要合理统筹设计主要考虑三方面:首先加工金属的表面金相组织变化，其次加工金属表面的冷作硬化、最后加工金属表面产生的残余应力。这三方面因素要综合考虑，以全面提升机械加工表面物理力学性能为目标，在具体操作过程中需要合理统筹设计。
2．3机械设计加工中有效的控制剂
在机械加工设计中，选择剂需要考虑到防锈仿佛是、清洗、冷却等功能。另外，还要注意到剂的匹配度。在金属剂选择中，应该根据实际的情况来选择。在选择中，需要确定使用的剂是水溶性还是纯油性，同时还需要根据机床生产厂家和机械加工工艺流程来进行综合化考虑$在具体的操作中，在高速钢刀的低速切削之中，推荐使用纯油性的剂，在硬质何进刀具的高速切削中推荐使用水溶性家$在确定了剂的种类之后，还应该考虑到金属材料的类型，加工零部件的性能与加工精密度，从而进一步考虑选择哪一种品牌。
参考文献:
［1］颜秋艳．浅谈CAE技术在机械设计教学中的应用［J］．高教学刊，2016(16)．
［2］白益铖．计算机辅助设计技术在机械设计中的应用［J］．装备制造技术，2016(06)．
［3］徐红芹，郭前建，李爱军，王红梅，毛崇智．基于布鲁姆教学理论的机械设计教学模式改革［J］．教育现代化，2016(18)．
篇11
Spline Broach CAD and Manufacturing
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1 薄壁零件的结构特点和工艺特点
薄壁零件相对于其它普通零件不仅重量很轻而且具有很高的强度和刚度，也正因为薄壁零件这些优势，使其在各大领域广泛应用。特别是是在航空领域，薄壁零件能够很好的满足航空产品对零件重量和强度的要求。薄壁零件值得是壁厚在3mm以下的零件。薄壁零件常用的材料为铝合金，这主要是由于铝合金材料具有密度小、耐腐蚀能力强、有良好的塑性而且容易加工、经济性好等特点。薄壁零件结构复杂，相对体积较大，在应用中，不仅要满足零件设计性能的基本要求，同时还要在重量上满足要求。不同领域对不同的薄壁零件在结构上也有所不同。
鉴于薄壁零件特有的结构点，在加工工艺上与其它普通机加工零件也有所不同。薄壁零件整体体积较大，具有复杂的结构，加上在壁厚上比其它普通零件要薄得多，应用数控机床进行铣削加工的过程中很容易产生变形，控制零件变形并对变形进行矫正是薄壁零件在加工过程中的重点和难点问题。薄壁零件截面积小，外廓尺寸却相对较大，随着零件加工的进行，刚性降低，受铣削振动的作用，零件的加工精度受到影响。在精度方面，除了对薄壁零件的尺寸精度要求很高外，对协调精度也有很高的要求。特别是槽口、结合孔、接头等部分必须保证很高的位置精度，要使零件满足装机的使用要求，必须保证装配表明的加工合乎要求，与协调依据相符合。
2 工件的装夹
工件在数控机床加工，装夹是最基础的步骤，装夹主要包括工件的定位和夹紧两个步骤。这两个步骤相互关联，两者同样重要，对工件的加工都起着基础作用。这两个步骤的顺序不是固定的，有的工件在机床上进行装夹时，先定位再夹紧，而有的工件在机床上装夹时，是定位和加紧同时进行的，根据具体的工件加工要求来确定。
薄壁零件在多个领域中应用，其中以航空航天制造领域应用最为广泛，是飞机制造中不可或缺的结构件。这些结构件普遍体积较大，而且壁很薄，在刚度上较弱，在加工过程中容易产生变形。在数控机床切削加工的过程中往往有很大的余量，加工周期长，在精度控制上有很大的难度。可以说，装夹方式是否科学正确对于加工精度和加工效率都影响巨大。现今对于薄壁零件的装夹方式多采用机械、液压可调夹具以及真空吸附装夹等方法。其中液压可调夹具的特点在于可利用液压可调夹具对压紧进行适当的调整，也就是说在对薄壁零件切削加工的过程中可以将夹具松开，在加工区将刀具移出，能够保证刀具对于工件的切削保持连续的轨迹。当刀具切过压紧的位置后，在将压板重新回到原来设定的压紧位置。所谓结构的调整指的是将夹具的部分组件进行更换或者修改，用以对不同零件不同的加工要求需要的不同装夹方式加以适应，必然对基础垫板的更换、对夹具的重新组合等等。真空吸附夹具的优势在于既能够将工件平稳可靠的夹紧，有能够保证工件表面的完整性。真空吸附夹具以的动力源为真空压力，这尤其适合表面光滑工件的装夹加工，能够很好的解决不适合夹取的工件的装夹要求，完成各种机械加工任务。
3 工件的夹具设计方案要求
数控机床的夹具是工艺系统的重要组成部分，执行重要的切削加工任务。对于薄壁零件的铣削一般会采用高速切削的方法，这对于工件的夹具和具体的装夹也提出了更高的要求，主要体现在：第一，薄壁零件在夹紧时一定要保证装夹位置的高度精确性；第二，在夹紧后，尽可能的保证工件不发生变形或者微量变形；第三，在进行铣削的过程中，在以发生变形的方向上要尽量减小切削力；第四，装夹要稳定可靠，便于拆卸；第五，夹具要具有良好的可改造性，以满足不同工件加工的装夹要求。
在对薄壁零件进行机械加工的过程中，对于工件的定位和加紧要重视二者之间的密切关联。在工件安装时首先要在夹具的定位机构中将工件正确放置，确保工件在预定的正确位置上。然后对工件压紧夹牢，保证其在进行铣削加工的过程中不会因为各种力的作用和振动的影响发生位置改变。工件在夹具中加紧有多种方式，在实际操作过程中，为了保证加工精度和加工质量，一定要注意夹紧力方向要正确，确定夹紧力的大小和作用点。变形是影响工件精度的最主要因素，要减小工件变形，可通过以下方法来解决：第一，调整夹紧力的树木，将集中夹紧改为分布加紧，这样可有效避免局部加紧集中造成局部发生过大变形；第二，调整夹紧力的位置，将位置设定在刚性好的表面上，将支撑力作用于刚性差的表面上；第三，调整夹紧力的大小，在满足稳定性要求的前提下，尽量采用小的装夹力。
4 结语
综上所述，薄壁零件因其结构复杂，工件壁薄，对其进行数控铣削加工比其它普遍零件的机械加工难度要高，工艺也更加复杂。薄壁零件的加工精度受多方面因素的影响，夹具是机床加工系统的基础组成部分，也是工件铣削加工的最基本的环节，因此，夹具设计是否合理，装夹是否正确对于薄壁零件的加工精度有重要的影响。我们在实际的工作中，要对此环节加以充分的重视，在工作中不断总结经验，不断完善夹具设计，使其能够满足多种类型薄壁零件的加工需求。
参考文献：
篇13
近十年来，数控技术在我国机械加工行业飞速发展，数控加工技术人才需求急剧膨胀，全国各职业院校相关专业与课程应运而生，每年向社会输送数十万计的数控技术人员。《数控加工》是一门应用性、实用性非常强的课程，作为数控技术人员培训与学习的必需课程，其教学也因此备受瞩目。
传统的数控加工教学，一开始，有两门课程。一门课程为《数控加工工艺》，另一门为《数控加工编程》。在教学过程中，发现了很多不尽人意的地方，在上《数控加工工艺》课程时，同学们没有实际操作的经验，对课上涉及的理论知识，会感觉难以理解，枯燥乏味，大大降低了学习的积极性。而在《数控加工编程》这门课程的教学中，不可能只讲编程不讲工艺，所以两门的内容有所重复。并且，这两门课都是先上理论，再安排两周实训，这样的后果是同学们前面所学理论知识所记不多，教与学之间就会出现明显的脱节。两周实训等于从头学起，时间仓促，达不到教学要求。这就需要我们打破传统的教学模式，寻找一种更为合理的教学方法。
二、项目教学法
数控加工是目前机械加工企业广泛应用的一门技术。根据高职的总体培养目标要求和该课程的特点，其能力目标可确定为三个方面：一是能按加工要求正确操作几种常用的数控机床。二是能根据零件图样正确选择数控机床，能根据相应机床及工艺要求编制合理的数控加工程序。三是能对机床进行基本的维护与保养。
为满足以上能力目标的要求，学生必须达到的知识目标是：①能认识数控加工设备及其附件，懂得各设备的功用。②能正确理解各常用数控设备的加工原理、基本构造。③能正确识读零件图样，并根据图样要求进行工艺分析。④能正确认知编程需用的各项指令与符号。⑤能根据工件测量要求正确选择并使用量具。
通过多方调研，明确了这门课程是以“实现职业能力”为目标，最终将《数控加工工艺》和《数控加工编程》两门课统编为一门课《机械零件数控加工》。为了弥补《机械零件数控加工》所涉工艺内容不足，增加了一门新的课程《机械加工工艺设计》，从而很好的解决了这个问题。同时将《机械零件数控加工》由先上理论，改为“理论实际一体化”教学，即在四周的时间，120个课时，根据项目化教学，将所要求的理论知识，细化在几个任务中，每天由老师提出任务，说明理论知识，再由同学们运用在加工零件的过程中。这样操作技能和理论知识同时掌握。更重要的是，能够让同学们觉得，书本上遥不可及的理论知识，通过自己的实际操作变得容易理解，极大的增强了学生的自信，提高了学生的学习兴趣。通过这几年的教学实践，取得了明显的改革效果。我院学生参加数控车工、数控铣等职业技能鉴定的质量与数量得到了大幅提升，已进入社会参加工作的学生也反馈回了学以致用的信息。
为了达到该目标我们采用了项目教学法，完成一个项目就是完成了一个零件的加工。这个零件的加工分成了多个任务，每个任务的完成，都可掌握新的技能和新的理论知识。任务的设计都是由浅到深，由易到难，内容的多少、难易程度也保持在“适度”的前提下，不会给学生造成“怎么努力也做不完的”这样的想法。
每个任务都必须完成：识图、工艺分析、编程知识、操作、测量五个过程。例如下项目五中的任务1平面加工中，首先给同学们一张零件图，上面标注了六面体的尺寸精度，位置精度；讲解了加工方案，刀具，切削用量等工艺知识；指令中的G54，G01，M03等等；机床的操作如对刀、操作机床的注意事项等；用游标卡尺，千分尺测量等。
学生针对教学目标，带着问题学习，完成一个任务，解决一些问题，逐步接近目标，并在最后的检测中，体会到自己的成就感。
三、分组对抗式教学法
为了更好的提高上课质量，激发学生的积极性，我们在教学中采用了“对抗式教学法”。带组对抗式教学法是指教师在培养若干骨干分子，学生在骨干分子带领下分成若干组进行互学互练的一种方，基层教师们在不同程度上应用过此教学。带组教学法既是一种教学方法，又能体现教学思想。即能最大限度的发挥学生的主体作用；发展学生自身与集体智慧；培养学生的领导、管理能力；同时使学生在竞争与合作中教育学生对集体荣誉的分享与共承思想，从而提高集体主义精神，充实的道德生活。教师应采用各种引导手段，创造条件，使学生积极参与，制造良好的课堂气氛。
笔者以项目五任务1平面加工为例，简要介绍“带组对抗式教学法”的实施过程。首先组成三个大组，每个组的学生已根据学生的情况，按照优秀、中等、较差三个等级分类，将三类学生均匀分到各组，确保各组均衡。然后设计对抗项目。
在任务1中，可设立的对抗项目有：程序输入速度对抗，夹具安装速度对抗，对刀速度对抗，零件加工完成质量对抗。按这些项目制作表格，记录各组的成绩，选出各组优秀选手，再进行组与组的对抗，最后可得出该对抗项目的冠军，一周内可得出该周总冠军，及其他名次。最后奖励项目设计：要让学生们提高对抗积极性奖励设置是不可少，比如前三名可免除期末考试，其余的可奖励平时分加10分，加5分等，也可为了活跃教学气氛可以奖水果，奖糖果等。
数控加工课程，只有在教学中注重理论与实践相结合，注重学生动手能力的培养，防止一昧关注理论学习，忽略动手实践。并加以必要的奖励手段，才可提高学生的学习积极性， 从而掌握好这门课程。
参考文献：
[1]张报山，刘诗安，何春生.基于能力培养的数控加工课程教学改革研究[J].新课程研究，2009，（147）
[2]项强.体操技术动作带组对抗式教学法研究[J].杭州教育学院学报，1998，（4）
